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Einleitung: Sowohl 316L-Stahl als auch Titan besitzen Schwächen im Hinblick auf Werkstoffverträglichkeit und Allergisierung (316L-Stahl) beziehungsweise Duktilität, Biegebeanspruchungen oder Materialkosten (Titan). Dies führt zu regional sehr unterschiedlicher Bevorzugung dieser beiden Metalle. Ein Werkstoff der sowohl die günstigen biokompatiblen Eigenschaften des Titan mit den besseren biomechanischen Eigenschaften von 316L aufweist könnte ein universell zu verwendendes Implantatmaterial für Osteosynthesen darstellen. In dieser Untersuchung wurde ein neuer nickelfreier Stahl (P2000) mit den beiden Werkstoffen 316L-Stahl und Reintitan (cpTi) in einem klinisch relevanten Osteosynthesemodell vergleichend untersucht. Ziel dieser Studie war es Unterschiede im Hinblick auf eine Gewebebelastung durch Verschleiß der Implantate und eine dadurch hervorgerufene entsprechende Gewebereaktion herauszufinden.

Material und Methoden: Bei jeweils 15 ausgewachsenen Kaninchen mit identischem Gewicht (NZW´s, 3.2 kg) wurden Plattenosteosynthesen der rechten Tibia mit 316L, cpTi bzw. P2000 nach querer Osteotomie durchgeführt. Bei konsolidiertem Knochen wurden die Tiere nach acht Wochen geopfert. Gewebeproben aus dem Plattenlager und der Milz wurden ohne Kontamination entnommen (Kera-knife®). Mittels Spektrometrie (ICP-OES) wurde die Konzentration der Metalle Ti, Fe, Cr, Ni und Mn bestimmt. Der Schweregrad entzündlicher Veränderungen sowie von Ablagerungen von Verschleißpartikeln wurde unter Verwendung der modifizierten Klassifikation nach Mirra bewertet. Dazu wurden die Präparate mit HE und Makrophagen-Antikörpern (MAK+) markiert. Die Ergebnisse sind als Durchschnittswerte dargestellt (SEM).

Ergebnisse: Die Belastung mit Verschleißprodukten aus den Platten/Schrauben war bei Verwendung von nickelfreiem Stahl mit signifikantem Unterschied (p<0.05) am geringsten ausgeprägt (P2000 Cr: 97,4μg/g; Mn: 0μg/g; 316L Cr: 293,9 μg/g; Ni: 322,4μg/g; cpTi Ti: 3900,4 μg/g). Dargestellt sind die Werte der Hauptbestandteile des Werkstoffs (ohne Fe). Beim P2000-Stahl kam es zu einer signifikant geringeren inflammtorischen Reaktion (p<0.05). Es zeigte sich in der cpTi-Gruppe die stärkste Ausprägung der Fremdkörperreaktionen mit 1,7 MAK+ bis 37,5 MAK+-Zellen im Gegensatz zu 2,5 MAK+ bis 22 MAK+-Zellen in der 316L-Gruppe und in der P2000-Gruppe mit Werten zwischen 1,2 MAK+ bis 8,6 MAK+ -Zellen.

Schlussfolgerung: Die Untersuchung zeigt, dass nickelfreier Stahl in geringerem Maße als 316L-Stahl zu Gewebebelastung und entzündlicher Veränderung führt. Interessanterweise zeigt sich in dieser Untersuchung aber auch, dass in einem Modell mit faktisch vergleichbaren Bedingungen Plattenosteosynthesen aus Titan zu signifikant mehr Verschleiß und mehr inflammatorischer Reaktion führen.

Somit scheint sich insgesamt für den Stahl P2000 eine günstige Biokompatibilität und somit eine gute Eignung als Osteosynthesematerial herauszustellen.